(57)【要約】【課題】  ねじ込み作業時の負荷を増加させることなく、縦方向および横方向の荷重に対しても十分な強度を有する衛生陶器の固定部材を提供すること【解決手段】  衛生陶器の内部側で使用され、前記衛生陶器の外部側からビスによって床及び／又は壁に固定するための固定部材であって、前記固定部材はフィラーを２容積％以上２０容積％以下含有し、気孔率４０容積％以上５５容積％以下であるオレフィン樹脂発泡体で構成され、且つ、表面に樹脂スキン層を有することを特徴とする衛生陶器の固定部材とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
衛生陶器の内部側で使用され、前記衛生陶器の外部側からビスによって床及び／又は壁に固定するための固定部材であって、前記固定部材はフィラーを２容積％以上２０容積％以下含有し、気孔率４０容積％以上５５容積％以下であるオレフィン樹脂発泡体で構成され、且つ、表面に樹脂スキン層を有することを特徴とする衛生陶器の固定部材。
【請求項２】
前記固定部材のフィラー含有率は、５容積％以上１５容積％以下であり、且つ、気孔率は４０容積％以上５５容積％以下であることを特徴とする請求項１に記載の衛生陶器の固定部材。
【請求項３】
前記オレフィン樹脂は、ポリエチレンおよびポリプロピレンのブロックコポリマーであることを特徴とする請求項１又は２に記載の衛生陶器の固定部材。
【請求項４】
前記樹脂スキン層の厚みは、０．１ｍｍ以上３．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の衛生陶器の固定部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、便器などの衛生陶器を床や壁等に固定するために使用する、固定部材に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
衛生陶器を床ないし壁に固定するための方法は様々な方式があるが、例えば床置き式の洋風便器においては、便器本体の後部側の左右一箇所ずつを木ねじ等のビスにより直接床に固定したり、排水ソケットを介して床に固定することに加えて、便器本体の内部側で床へ固定した固定部材に対して中央側面の左右二箇所ないしは前面側の一箇所を外側からビスで固定する方法が多く行われている（例えば、特許文献１参照。）。
前記床置き式の洋風便器での中央側面ないし前面をビスにより固定する作業は、作業位置が低いこともあって作業性が悪く、前記固定部材にはねじ穴が形成されていないことが多く、ねじ込みには大きな力を要するという不具合もあった。このような不具合を改善するために、前記固定部材のねじ込みされる部分に予め複数のスリットを形成した固定部材が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２１１６１号公報（第４頁、第５図、第７図）
【特許文献２】特開平１１−２９３７５３号公報（第４−５頁、第１０−１４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
便器の使用前後において、着座或いは離座する際に誤って便器に身体の一部が当たり、それに伴って本来の位置から便器がずれてしまうことが起こり得る。便器の芯が本来の位置からずれると洗浄水の漏れ等を引き起こす可能性があるので、便器は床面等にずれないように固定する必要がある。ところが、従来の固定部材においては、ねじ込み作業時の負荷を低減するために若干柔らかい材料を使用していたり、上記のようにねじ込みされる部分に予めスリットが形成されたものは、そのスリットの方向により縦方向あるいは横方向の荷重に対して十分な強度を有しているとは言えない状態であった。
【０００５】
そこで本発明では、ねじ込み作業時の負荷を増加させることなく、縦方向および横方向の荷重に対しても十分な強度を有する衛生陶器の固定部材を提供することを目的とした。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本出願人は、上記課題を解決すべく、衛生陶器の内部側で使用され、前記衛生陶器の外部側からビスによって床及び／又は壁に固定するための固定部材であって、前記固定部材はフィラーを２容積％以上２０容積％以下含有し、気孔率４０容積％以上５５容積％以下であるオレフィン樹脂発泡体で構成され、且つ、表面に樹脂スキン層を有することを特徴とする衛生陶器の固定部材を提供する。
【０００７】
固定部材の樹脂材料中に添加したフィラーには、部材の硬度を低下させる効果があり、フィラーの含有量を変化させることにより、部材の硬度を調節することが可能となる。フィラーが存在しない場合の樹脂は非常に硬く、ビスを固定部材にねじ込む際に非常に大きな力が必要となる。ここで、固定部材の樹脂材料中に適当量のフィラーを含有させておくことにより、部材の硬度が必要以上に高くなることを防止すると共に、ねじ込み作業を適度の力で無理なく行うことができるようになる。また、固定部材をその内部に独立気孔を有する発泡体とすることにより、ねじ込み時にビスのねじ山と樹脂との接触面積を減少させる効果があるので、ねじ込み作業を適度の力で無理なく行うことがより確実なものとなる。なお、発泡体内の気泡は、各々が独立して均一に分散する場合と気泡同士が合体している場合とがあるが、本発明の固定部材においては、独立気孔を有する発泡体とすることにより、ねじ込み作業の負荷を減少させる効果が安定して得られるという利点がある。
【０００８】
更に、固定部材の表面に樹脂スキン層を有するようにすることにより、ねじ込まれたビスに荷重がかかった際に、ビスの位置ずれや固定部材の破壊に対する抵抗を大きくすることが可能となる。スキン層とは、全体の大部分を占める多孔質層（スポンジ層）に対する緻密層を意味するものである。スキン層は緻密な層であるため、同じ材料から構成されていれば多孔質層よりも高い強度を有するものであって、表面にスキン層がない多孔質層のみからなる固定部材と比較すると、荷重に対する耐久性が高まる。スキン層は、少なくとも固定部材のビスがねじ込まれる面に形成すれば良い。
【０００９】
固定部材の構成材料として、化学構造中に塩素原子を含有しないオレフィン樹脂、例えばポリプロピレン、ポリエチレン等を用いることによって、燃焼時の有毒ガスの発生が少なく、燃焼安全性に優れると共に、環境保全にも寄与することができるようになるので好ましい。
【００１０】
固定部材に含有されるフィラー含有率２容積％以上２０容積％以下、且つ、気孔率３０容積％以上６０容積％以下、より好ましくはフィラー含有率５容積％以上１５容積％以下、且つ、気孔率４０容積％以上５５容積％以下とすることにより、部材の硬度がおよびビスのねじ山と樹脂との接触面積を適度に減少させ、ねじ込み作業を適度の力で無理なく行うことができるので好適である。前記フィラー含有率が２容積％未満、且つ、気孔率が３０容積％未満であると、固定部材は非常に硬く、ビスをねじ込む際に非常に大きな力が必要となるばかりでなく、場合によってはねじ込みが不可能となることもあるので不適である。一方、固定部材に含有されるフィラー含有率が２０容積％を超え、且つ、気孔率が６０容積％を超える場合、ないしは、フィラー含有率が１５容積％を超え、且つ、気孔率が５５容積％を超える場合には、部材の硬度が低下しすぎて、外部からの荷重に対して十分な強度を有しないので不適である。
【００１１】
本発明の好ましい態様においては、前記オレフィン樹脂は、ポリエチレンおよびポリプロピレンのブロックコポリマーであるようにする。
オレフィン樹脂は、その組成によりホモポリマー（単独重合体）、ランダムコポリマー（ランダム共重合体）、ブロックコポリマー（ブロック共重合体）のいずれかの構造とすることが可能である。例えば、ポリプロピレンのホモポリマーに対して、共重合モノマーをエチレンとした場合における、ランダムコポリマーとブロックコポリマーとの間の諸特性を比較すると、一般的に、ランダムコポリマーは透明性や光沢性に優れたポリマーとなり、ブロックコポリマーは剛性や耐衝撃性に優れたポリマーとなる。ここで、衛生陶器の固定部材としての使用を考慮した場合、固定部材は衛生陶器の内部側で使用されるため、透明性や光沢といった外観上の特性は関係が無く、本発明の課題である衛生陶器の位置ずれを防止するためには、剛性及び耐衝撃性に優れたブロックコポリマーを選択することが好ましいことになる。
【００１２】
本発明の好ましい態様においては、前記樹脂スキン層の厚みは、０．１ｍｍ以上３．５ｍｍ以下であるようにする。
固定部材の表面に樹脂スキン層を有するようにすることにより、ねじ込まれたビスに荷重がかかった際に、ビスの位置ずれや固定部材の破壊に対する抵抗を大きくすることが可能となる。樹脂スキン層の厚みが０．１ｍｍ未満であると、多孔質層のみの固定部材と比較しても外部からの荷重に対する強度にほとんど差が無く、衛生陶器の位置ずれを防止する効果が十分に得られない。また、樹脂スキン層の厚みが３．５ｍｍを超えるような場合には、ビスをねじ込む際に非常に大きな力が必要となり、作業性の悪化に繋がるので不適である。従って、固定部材の表面における樹脂スキン層の厚みを０．１ｍｍ以上３．５以下にすることによってねじ込まれたビスに荷重がかかった際に、ビスの位置ずれや固定部材の破壊に対して十分な強度を有するようになるので好適である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ねじ込み作業時の負荷を増加させることなく、縦方向および横方向の荷重に対しても十分な強度を有する衛生陶器の固定部材を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明に係る一実施形態を図面を参照しつつ説明する。図１は固定部材の断面構造を示す模式図であり、１は固定部材、２はスキン層、３は多孔質層である。図２は本発明の一実施態様に係る固定部材の外観を示す図であり、図３は本発明に係る固定部材により固定された便器全体を示す図である。
【００１５】
前記固定部材１は、フィラーを含有させたオレフィン樹脂発泡体で構成されている。ここで用いるオレフィン樹脂としては特に限定されるものではないが、例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、エチレン−プロピレン共重合体等が挙げられる。また、フィラーとしては、特に限定されるものではないが、例えば、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化アルミニウム、粘土、タルク、アルミナ、シリカ等が挙げられる。
【００１６】
フィラーの形状としては、球状、針状、板状、菱面体等が挙げられ、これらのうちの一つを単独で使用することもできるし、二種類以上を混合して使用することもできる。また、フィラーの粒径が５０μｍ以下で凝集性が低く、分散性の良いものが好適に用いられる。
【００１７】
オレフィン樹脂発泡体の製造方法としては、例えば、オレフィン樹脂粒子と発泡剤とを混合し、加熱・加圧した後大気圧に開放することにより得ることができる。また、樹脂粒子と発泡剤が予め混合されたマスターバッチを使用することもできる。ここで、発泡剤としては特に限定されないが、例えば、アゾジカルボンアミド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、ベンゼンスルホニルヒドラジド、炭酸水素ナトリウム等が挙げられる。更には、必要に応じて、尿素系の発泡助剤を添加したり、成形加工時の溶融張力を調整するために、アクリル変成のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の熱可塑性樹脂用改質剤を添加してもよい。
【００１８】
前記スキン層２と多孔質層３との境界は、図１（イ）に示すようにスキン層２から多孔質層３に向かって緩やかに樹脂の緻密度が低下するようにしてもよいし、図１（ロ）に示すようにスキン層２と多孔質層３が明確な境界を持つ構造としてもよい。
図１（イ）に示したような断面構造の固定部材を、例えば、射出成形により製造する場合には、スキン層と多孔質層を各々異なった材料で２回に分けてインジェクションする必要はなく、金型温度を適切に設定することにより、インジェクション時の樹脂温度と金型温度との温度勾配により、部材表面側に緻密なスキン層、内部側にポーラスな多孔質層を形成することができる。一方、図１（ロ）に示したような断面構造の固定部材とするには、異なった材料を適度な時間をあけて２度インジェクションすることにより、２層構造の固定部材を得ることができる。
【００１９】
図２に示すように、固定部材１は所定幅および高さを有するブロック状に形成され、固定部材１の長手方向の両端には、該固定部材１をビスにより床面に固定するためのねじ穴４が上下方向に貫設されている。
【００２０】
図３に示すように、排水ソケット７６及び固定部材１を床面に固定した後、排水ソケット７の接続部に衛生陶器５本体の排水管を嵌合し、衛生陶器５本体の前面側に設けられた穴からビス６を固定部材１にねじ込むことにより、固定部材１と衛生陶器５の前方下部を固定する。
【実施例】
【００２１】
市販の射出成形用ポリプロピレンペレット（ブロックコポリマー）、炭酸カルシウムを８０重量％含有したフィラー含有ポリプロピレンペレット、ポリエチレン樹脂に化学発泡剤を練り込んだ発泡剤含有ペレットを表１に示した配合で総量が１０ｋｇになるように秤量し、ドラム式混合機にて１０分間混合し配合原料とした。
図２の固定部材形状が得られる金型を射出成形機に取り付け、配合原料を射出成形機のホッパーに投入し、樹脂温度２００℃にて、表１に示す固定部材質量が得られるよう樹脂射出量を調整し、射出成形、冷却、取り出しを行い、実施例１〜５の固定部材を得た。得られた固定部材は、成形上必然的に生じる樹脂スキン層を有するものであった。このスキン層の厚みは、０．５ｍｍ〜２．５ｍｍであった。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
また、表２の通り、原料配合及び固定片質量を変えたものを上記実施例１〜５と同様の方法により作製し、比較例１〜４とした。得られた固定部材は、成形上必然的に生じる樹脂スキン層を有するものであった。このスキン層の厚みは、０．５〜２．５ｍｍであった。
【００２４】
【表２】
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【００２５】
樹脂スキン層を有しないものとして、実施例２の固定部材表面を片側１．５ｍｍずつフライス盤で切削したものを比較例５とした。
更に、現在市場流通されている固定部材で、図４に示すようにスリット状を有するポリプロピレン樹脂からなるものを比較例６とし、硬質ウレタンフォームを切削し、図５の形状に加工したものを比較例７とした。
【００２６】
陶器固定部材の要求性能として、木ねじを陶器固定穴を通して陶器固定部材表面へねじ込む際のねじ込み易さ、陶器固定後の固定力として陶器引き上げによる引き上がり難さ、使用時の各方向からの応力付与に対する固定力の信頼性が挙げられ、後述する方法にて評価、判定を実施し、気孔率、フィラー含有率とあわせて結果を表３に示した。なお、気孔率[ｖｏｌ％]は、アルキメデス法により測定した固定部材容積Ｖ[ｃｍ３]，固定部材質量Ｗ[ｇ]，各素材比重と配合割合より算出した構成材料比重Ｄから数式１により算出した結果である。
【００２７】
【数１】
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【００２８】
［木ねじのねじ込み易さ評価］
実際の陶器取り付けを手順通り行い、陶器固定穴を通して陶器固定部材表面へ木ねじをねじ込む際に、トルクドライバーにて手締めを行い、木ねじの頭部が陶器に接触する直前までの最大トルクにより、木ねじのねじ込み易さを評価した。
最大トルク値が２９４Ｎ・ｃｍ以下のものをねじ込み易いとして“○”、２９４Ｎ・ｃｍを超え３４３Ｎ・ｃｍ以下のものを少々力を要するがねじ込めるとして“△”、３４３Ｎ・ｃｍを超えるものをねじ込み難いとして“×”で判定した。
木ねじは、ＪＩＳ−Ｂ１１１２  十字穴付皿木ねじ  ５．８×５６  ＳＵＳＸＭ７に準ずるものを使用した。（他評価にも同一のものを使用した。）
【００２９】
［固定力評価（引き上がり難さ）］
実際の取り付けと陶器引き上げを想定して、各種治具を準備し、島津製作所製  精密万能試験機  オートグラフＡＧＳ−１０ｋＮＤにて測定評価を行った。
図６の通り、床面を想定した金属板８を精密万能試験機本体に固定した。陶器を想定した金属板８の取り付け穴から木ねじ１１を通し、陶器固定部材１の表面に木ねじ１１を垂直で且つ反対表面から木ねじ先端が８ｍｍ出るまでねじ込んだ。陶器固定部材１を金属板８に固定し、金属板９を精密万能試験機のロードセルと固定された挟み治具１０で挟み固定した。ロードセルを５０ｍｍ／ｍｉｎの速度で引き上げ、５００Ｎ荷重負荷時の引き上げ高さを読み取り、その引き上げ高さを固定力の指標とした。
５００Ｎ荷重負荷時の引き上げ高さが５ｍｍ以下のものを固定力が高いとして“○”、５ｍｍを超えるものを固定力が低いとして“×”で判定した。
【００３０】
［固定力の信頼性評価］
使用時の各方向からの応力付与に対する固定力の信頼性評価として、陶器固定部材にねじ込んだ木ねじに各方向に応力付与を繰り返した後、その木ねじのぐらつき度合いを測定評価した。
陶器固定部材の表面に木ねじを垂直で且つ反対表面から木ねじ先端が８ｍｍ出るまでねじ込んだ。次に、陶器固定部材を万力で固定し、図７に示すＡからＥの各方向に順次木ねじ頭部に３００Ｎの応力を掛け、このサイクルを１０サイクル行った。その後の木ねじ頭部のぐらつき幅を計測し、固定力の信頼性の指標とした。
木ねじ頭部のぐらつき幅が３ｍｍ以内のものを固定力の信頼性が高いとして“○”、３ｍｍを超え５ｍｍ以内のものを“△”、５ｍｍを超えるものを固定力の信頼性が低いとして“×”で判定した。
【００３１】
【表３】
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【００３２】
表３から、実施例１から実施例５は、木ねじのねじ込み易さ評価、引き上がり難さ評価、固定力の信頼性評価の全ての項目において○判定であり、陶器固定部材として十分な性能を有していることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】（イ）本発明の一実施態様に係る固定部材の断面構造を示す模式図である。            （ロ）本発明の他の実施態様に係る固定部材の断面構造を示す模式図である。
【図２】（イ）本発明の一実施態様に係る固定部材の外観を示す図である。            （ロ）本発明の一実施態様に係る固定部材の上面図および平面図である。
【図３】本発明に係る固定部材により固定された便器全体を示す図である。
【図４】（イ）比較例６に係る固定部材の外観を示す図である。            （ロ）比較例６に係る固定部材の上面図、平面図および側面図である。
【図５】（イ）比較例７に係る固定部材の外観を示す図である。            （ロ）比較例７に係る固定部材の上面図および平面図である。
【図６】（イ）固定力評価（引き上がり難さ）方法に係る評価概要を示す図である。            （ロ）(イ)図の模式図である。
【図７】固定力の信頼性評価に係る応力付与の方向を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１…固定部材
２…スキン層（緻密層）
３…多孔質層（スポンジ層）
４…ねじ穴
５…衛生陶器
６…ビス
７…排水ソケット
８…床面を想定した金属板
９…陶器を想定した金属板
１０…挟み治具
１１…木ねじ
【図３】
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【図７】
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【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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